Überbrückungskondensatoren oder Entkopplungskondensatoren können einige Probleme lösen, aber die Gesamtimpedanz von Kondensatoren, Durchkontaktierungen, Pads und Verkabelung muss berücksichtigt werden.

In diesem Artikel werden EMCs vorgestellt PCB-Design Technologie aus drei Aspekten: PCB-Lagenstrategie, Layoutfähigkeiten und Verdrahtungsregeln.

PCB-Schichtungsstrategie

Die Dicke, der Durchkontaktierungsprozess und die Anzahl der Schichten im Leiterplattendesign sind nicht der Schlüssel zur Lösung des Problems.Eine gute geschichtete Stapelung soll die Umgehung und Entkopplung des Leistungsbusses sicherstellen und die Spannungsspitzen auf der Leistungsschicht oder der Erdungsschicht minimieren.Der Schlüssel zur Abschirmung des elektromagnetischen Feldes der Signal- und Stromversorgung.

Aus Sicht der Signalspuren sollte eine gute Schichtungsstrategie darin bestehen, alle Signalspuren auf einer oder mehreren Schichten anzuordnen, und diese Schichten liegen neben der Leistungsschicht oder der Erdungsschicht.Für die Stromversorgung sollte eine gute Schichtungsstrategie darin bestehen, dass die Stromschicht an die Erdungsschicht angrenzt und der Abstand zwischen der Stromschicht und der Erdungsschicht so gering wie möglich ist.Das ist es, was wir von einer „Layering“-Strategie sprechen.Im Folgenden werden wir speziell auf eine gute PCB-Lagenstrategie eingehen.

1. Die Projektionsebene der Verdrahtungsschicht sollte im Bereich der Reflow-Ebenenschicht liegen.Befindet sich die Verdrahtungsschicht nicht im Projektionsbereich der Reflow-Ebenenschicht, befinden sich während der Verdrahtung Signalleitungen außerhalb des Projektionsbereichs, was zu Problemen mit der „Randstrahlung“ führt und auch die Fläche der Signalschleife vergrößert, was dazu führt erhöhte Gegentaktstrahlung.

2. Vermeiden Sie den Aufbau benachbarter Verdrahtungsebenen.Da parallele Signalspuren auf benachbarten Verdrahtungsschichten Signalübersprechen verursachen können, sollte der Schichtabstand zwischen den beiden Verdrahtungsschichten entsprechend vergrößert und der Schichtabstand zwischen der Verdrahtungsschicht und ihrem Signalkreis verringert werden, wenn benachbarte Verdrahtungsschichten nicht vermieden werden können.

3. Benachbarte Ebenenschichten sollten eine Überlappung ihrer Projektionsebenen vermeiden.Denn wenn sich die Vorsprünge überlappen, führt die Kopplungskapazität zwischen den Schichten dazu, dass das Rauschen zwischen den Schichten miteinander gekoppelt wird.

Mehrschichtiges Platinendesign

Wenn die Taktfrequenz 5 MHz überschreitet oder die Signalanstiegszeit weniger als 5 ns beträgt, ist im Allgemeinen ein mehrschichtiges Platinendesign erforderlich, um den Signalschleifenbereich gut steuern zu können.Bei der Gestaltung von Mehrschichtplatinen sollten folgende Grundsätze beachtet werden:

1. Die Schlüsselverdrahtungsschicht (die Schicht, in der sich die Taktleitung, der Bus, die Schnittstellensignalleitung, die Hochfrequenzleitung, die Reset-Signalleitung, die Chipauswahl-Signalleitung und verschiedene Steuersignalleitungen befinden) sollte vorzugsweise an die gesamte Masseebene angrenzen zwischen den beiden Grundebenen, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Bei wichtigen Signalleitungen handelt es sich in der Regel um strahlungsstarke oder äußerst empfindliche Signalleitungen.Eine Verkabelung in der Nähe der Masseebene kann die Fläche der Signalschleife verkleinern, ihre Strahlungsintensität reduzieren oder die Entstörungsfähigkeit verbessern.

2. Die Stromebene sollte relativ zur benachbarten Grundebene zurückgezogen werden (empfohlener Wert 5H~20H).Das Zurückziehen der Stromversorgungsebene relativ zu ihrer Rückkehr-Masseebene kann das Problem der „Randstrahlung“ effektiv unterdrücken, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Darüber hinaus sollte die Hauptarbeitsstromebene der Platine (die am häufigsten verwendete Stromebene) nahe an der Erdungsebene liegen, um die Schleifenfläche des Stroms effektiv zu reduzieren, wie in Abbildung 3 dargestellt.

3. Ob auf der OBEREN und UNTEREN Schicht der Platine keine Signalleitung ≥50 MHz vorhanden ist.Wenn ja, ist es am besten, das Hochfrequenzsignal zwischen den beiden Ebenenschichten laufen zu lassen, um seine Strahlung in den Raum zu unterdrücken.

Einschichtiges Board- und Double-Layer-Board-Design

Bei der Gestaltung von einschichtigen und doppelschichtigen Leiterplatten sollte auf die Gestaltung wichtiger Signalleitungen und Stromleitungen geachtet werden.Neben und parallel zur Stromleitung muss ein Erdungskabel vorhanden sein, um die Fläche der Stromschleife zu verkleinern.

„Guide Ground Line“ sollte auf beiden Seiten der Hauptsignalleitung der einschichtigen Platine verlegt werden, wie in Abbildung 4 dargestellt. Die Hauptsignalleitung der doppelschichtigen Platine sollte eine große Erdungsfläche auf der Projektionsebene haben , oder die gleiche Methode wie bei der einschichtigen Platine, Design „Guide Ground Line“, wie in Abbildung 5 gezeigt. Das „Schutzerdungskabel“ auf beiden Seiten der Schlüsselsignalleitung kann einerseits den Signalschleifenbereich reduzieren, und verhindern außerdem Übersprechen zwischen der Signalleitung und anderen Signalleitungen.

Kenntnisse im PCB-Layout

Beim Entwerfen des PCB-Layouts sollten Sie das Designprinzip der geradlinigen Platzierung entlang der Signalflussrichtung vollständig beachten und versuchen, Hin- und Herschleifen zu vermeiden, wie in Abbildung 6 dargestellt. Dadurch kann eine direkte Signalkopplung vermieden und die Signalqualität beeinträchtigt werden .

Um eine gegenseitige Beeinflussung und Kopplung zwischen Schaltkreisen und elektronischen Komponenten zu verhindern, sollte die Platzierung von Schaltkreisen und die Anordnung von Komponenten außerdem den folgenden Grundsätzen folgen:

1. Wenn auf der Platine eine „Clean Ground“-Schnittstelle vorgesehen ist, sollten die Filter- und Isolationskomponenten auf dem Isolationsband zwischen der „Clean Ground“ und der Arbeitserde platziert werden.Dadurch kann verhindert werden, dass die Filter- oder Isolationsvorrichtungen über die planare Schicht miteinander gekoppelt werden, was den Effekt abschwächt.Darüber hinaus dürfen auf dem „sauberen Boden“ außer Filter- und Schutzgeräten keine weiteren Geräte platziert werden.

2. Wenn mehrere Modulschaltkreise auf derselben Leiterplatte platziert werden, sollten digitale Schaltkreise und analoge Schaltkreise, Hochgeschwindigkeits- und Niedriggeschwindigkeitsschaltkreise getrennt angeordnet werden, um gegenseitige Beeinflussung zwischen digitalen Schaltkreisen, analogen Schaltkreisen, Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen und niedrigen Schaltkreisen zu vermeiden -Geschwindigkeitsstrecken.Wenn außerdem Hoch-, Mittel- und Niedriggeschwindigkeitsschaltungen gleichzeitig auf der Leiterplatte vorhanden sind, sollte das Layoutprinzip in Abbildung 7 lauten, um zu verhindern, dass hochfrequentes Schaltungsrauschen über die Schnittstelle abgestrahlt wird.

3. Der Filterkreis des Stromeingangsanschlusses der Leiterplatte sollte nahe an der Schnittstelle platziert werden, um eine erneute Kopplung des gefilterten Stromkreises zu vermeiden.

4. Die Filter-, Schutz- und Isolationskomponenten der Schnittstellenschaltung werden in der Nähe der Schnittstelle platziert, wie in Abbildung 9 dargestellt, wodurch die Wirkung von Schutz, Filterung und Isolation effektiv erzielt werden kann.Wenn an der Schnittstelle sowohl ein Filter als auch eine Schutzschaltung vorhanden sind, sollte das Prinzip „erst schützen“ und dann „filtern“ gelten.Da die Schutzschaltung zur externen Überspannungs- und Überstromunterdrückung verwendet wird, wird die Filterschaltung durch Überspannung und Überstrom beschädigt, wenn die Schutzschaltung nach der Filterschaltung platziert wird.

Da die Eingangs- und Ausgangsleitungen der Schaltung außerdem die Filter-, Isolations- oder Schutzwirkung schwächen, wenn sie miteinander gekoppelt werden, stellen Sie sicher, dass die Eingangs- und Ausgangsleitungen der Filterschaltung (Filter), Isolation und Schutzschaltung dies nicht tun während des Layouts miteinander koppeln.

5. Empfindliche Schaltkreise oder Komponenten (z. B. Reset-Schaltkreise usw.) sollten mindestens 1000 mil von jeder Kante der Platine entfernt sein, insbesondere von der Kante der Platinenschnittstelle.


6. Energiespeicher- und Hochfrequenzfilterkondensatoren sollten in der Nähe der Schaltkreise oder Geräte mit großen Stromänderungen (z. B. Eingangs- und Ausgangsklemmen des Stromversorgungsmoduls, Lüfter und Relais) platziert werden, um die Schleifenfläche des großen Stroms zu reduzieren Schleifen.

7. Die Filterkomponenten sollten nebeneinander platziert werden, um zu verhindern, dass der gefilterte Kreislauf erneut gestört wird.

8. Halten Sie Geräte mit starker Strahlung wie Quarze, Quarzoszillatoren, Relais, Schaltnetzteile usw. mindestens 1000 mil vom Schnittstellenanschluss der Platine entfernt.Auf diese Weise können die Störungen direkt nach außen abgestrahlt werden oder der Strom kann zur Abstrahlung nach außen in das abgehende Kabel eingekoppelt werden.

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